Транскраниальный Прямой Ток Стимуляция для онлайн геймеров
9 ноября 2019 г.
Мы представляем протокол и технико-экономическое обоснование для применения транскраниальной прямой стимуляции тока (tDCS) и нейровизуализации оценки в онлайн-геймеров.
Наш протокол использует неинвазивную технику модуляции мозга, называемую транскраниальной стимуляцией прямого тока, или tDCS, чтобы уменьшить использование онлайн-игр. tDCS прост, безопасен и недорог в управлении, по сравнению с другими методами стимуляции мозга. Мы также используем нейровизуаинг для оценки изменений мозга, связанных со стимуляцией.
После набора как онлайн игры, так и не-онлайн игры лиц, объяснить каждому участнику цель исследования, основные экспериментальные процедуры, и любые потенциальные риски, связанные с участием в исследовании. После ответа на любые вопросы, получить письменное согласие. Попросите каждого участника заполнить анкеты, такие как тест на зависимость в Интернете и краткую шкалу самоконтроля; и попросите участников сообщать о среднем еженедельном времени, затмееваемом на игры.
Для выполнения ПЭТ-сканирования FDG, введать каждому участнику от 185 до 222 мегабеккерелей FDG; и участники отдыхают в течение 45 минут, в положении лежа, в темной и тихой комнате, с закрытыми глазами, чтобы позволить поглощение FDG. В конце периода поглощения используйте ПЭТ/КТ сканер для получения трансаксиальных изображений выбросов и изображений КТ примерно за 15 минут, применяя стандартные методы коррекции лечения, фильтрации и реконструкции. В течение недели после базовой оценки, место участника в кресле в экзаменационной комнате, и установить параметры устройства tDCS нарастить до 2 миллиампер в течение 30 секунд.
Оставайтесь в этом токе в течение 29 минут, прежде чем вернуться к нулю миллиампер за последние 30 секунд. Поместите головную шапку, построенную в соответствии с Международной системой 10-20, на голову участника и отметь левую дорсолатерарную префронтаную кору на F3 и правую дорсолатерарную префронтаную кору на F4. После снятия головной крышки поместите два электрода губки в резиновые держатели оголовья tDCS и замочите электроды солевым раствором. Удалите любой макияж, грязь или пот с головы, где электроды будут применены, и поместите повязку на голову участника, с анодальным электродом над F3, и катодным электродом над F4. Затем используйте кабель для подключения электродов к устройству tDCS.
Включите устройство и попросите участника сообщить о любых побочных эффектах во время или после сеанса tDCS. В конце 30-минутной стимуляции выключите устройство и удалите электроды у участника. В течение недели после последней сессии, управлять же вопросники, и приобрести после лечения FDG-ПЭТ сканирования.
Для предварительной обработки данных изображений используйте соответствующий пакет программного обеспечения для преобразования файлов DICOM в файлы NIfTI и пространственно нормализует все изображения ПЭТ в стандартный шаблон ПЭТ. После создания бинарных масок для левого и правого дорсолатеральных префронтальных кортишей используйте маски для извлечения регионального церебрального метаболического уровня глюкозы левого и правого дорсолатеральных префронтальных кортиков. Затем вычислите индекс асимметрии регионального церебрального метаболизма глюкозы в дорсолатеральной префронтальной коре.
Положительный индекс указывает на правую, большую, чем левая асимметрия метаболизма глюкозы. В этом репрезентативном анализе, в общей сложности 15 геймеров и 10 не-геймеров были набраны. Сеансы tDCS успешно снизили оценку теста на зависимость от Интернета и еженедельные часы, проведенные в играх, и улучшили краткую шкалу самоконтроля у геймеров.
Значительная отрицательная корреляция была также найдена между изменениями в оценке теста интернет-зависимости и изменениями, наблюдаемыми в краткой шкале самоконтроля у геймеров. ПЭТ-анализ показал, что индекс асимметрии дорсолатеральной префронтальной коры значительно отличался между геймерной группой и неигровой группой на базовом уровне. Примечательно, что после сеансов tDCS индекс асимметрии дорсолатеральной префронтальной коры в группе гомеров значительно снизился.
При выполнении этой процедуры важно убедиться, что параметры установлены правильно, а электроды расположены точно над местом стимуляции. Активный tDCS можно сравнить с Sham tDCS для проверки его эффективности. Кроме того, другие методы нейровизуаляций, такие как МРТ, могут быть использованы для оценки изменений мозга.
Эти протоколы могут быть адаптированы для изучения новых вариантов лечения, или других психических или неврологических расстройств.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной работе представлен протокол применения транскраниальной однополярной стимуляции постоянным током (tDCS) для снижения чрезмерного увлечения онлайн-играми, дополненный нейровизуализационной оценкой. Этот подход является неинвазивным, простым и экономически эффективным по сравнению с другими методами стимуляции мозга.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Поведенческая наука
- Нейровизуализация
Теоретическая база
- Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) представляет собой метод неинвазивной модуляции активности мозга.
- Было показано, что tDCS влияет на когнитивные и поведенческие функции.
- Зависимость от онлайн-игр становится все более серьезной проблемой в современном обществе.
- Нейровизуализация может помочь в оценке изменений в мозге, связанных со стимуляцией.
Цель исследования
- Оценить возможность использования tDCS для снижения интенсивности увлечения онлайн-играми.
- Оценить изменения в работе мозга, связанные с применением tDCS, с помощью методов нейровизуализации.
- Собрать данные об игровых привычках и уровне зависимости у участников.
Используемые методы
- Подбор участников из числа геймеров, использующих онлайн- и офлайн-игры.
- Процедура получения информированного согласия, включающая разъяснение целей и рисков исследования.
- Проведение анкетирования, например, с использованием Теста на интернет-зависимость (Internet Addiction Test).
- Методы нейровизуализации для оценки изменений в головном мозге.
Основные результаты
- Участники указали среднее количество часов, затрачиваемых на видеоигры в неделю.
- Данные об уровнях игровой зависимости были собраны с помощью анкетирования.
- Результаты нейровизуализации указали на изменения активности мозга после стимуляции.
- Была продемонстрирована возможность применения tDCS в данном контексте.
Выводы
- tDCS является эффективным методом снижения интенсивности использования онлайн-игр.
- Нейровизуализация позволяет эффективно оценить воздействие tDCS на мозг.
- Данное исследование закладывает основу для дальнейших изысканий в этой области.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
В данном протоколе описывается метод неинвазивной нейромодуляции с использованием нейровизуализации для оценки степени воздействия на мишень и поведенческих результатов на модели цифровой зависимости. Интеграция tDCS с FDG-PET позволяет количественно измерить региональные изменения метаболизма в головном мозге, что способствует снижению механистических рисков на ранних этапах валидации мишеней для нейропсихиатрических показаний. Данные о технической осуществимости создают основу для оценки tDCS как инструмента модуляции префронтальных корковых цепей, участвующих в контроле импульсов и процессах вознаграждения.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Научная ценность: Исследование причинно-следственной роли асимметрии дорсолатеральной префронтальной коры в поведенческих фенотипах, связанных с геймингом, с помощью направленной нейромодуляции.
- Практическая ценность: Обеспечение возможности лонгитюдного отслеживания нейрохимических и клинических изменений с использованием стандартизированных индексов асимметрии ФДГ-ПЭТ.
- Прогностическая ценность: Обоснование проверки гипотез о мишенях в префронтальной коре для модуляции компульсивного поведения и дефицита самоконтроля.
Скрининг и разработка метода анализа
- Готовность анализа: Устанавливает воспроизводимый рабочий процесс для количественного определения асимметрии региональной церебральной скорости метаболизма глюкозы в качестве фармакодинамического биомаркера.
- Масштабируемость: Использует стандартизированное размещение электродов (F3/F4) и протоколы ФДГ-ПЭТ, подходящие для адаптации в нескольких центрах.
- Количественные результаты: Позволяет получать непрерывные измерения индекса асимметрии, что обеспечивает возможность статистического сравнения состояний до и после вмешательства.
Трансляционные и доклинические исследования
- Клиническая значимость: Моделирует фенотип поведенческой зависимости с клиническими параллелями с расстройствами импульсного контроля, что способствует валидации мишеней при нейропсихиатрических показаниях.
- Трансляционная преемственность: Связывает эффекты нейромодуляции с измеримыми изменениями метаболизма мозга, что облегчает экстраполяцию на клиническое дозирование и исследования взаимодействия с мишенью.
- Продвижение с учетом рисков: Предоставляет данные о осуществимости для принятия решений о продолжении или прекращении дальнейших плацебо-контролируемых испытаний при показаниях, связанных с зависимостью.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум ранних этапов поиска лекарственных средств, позволяя проверять гипотезы относительно мишеней с помощью нейромодуляции и нейровизуализации, что способствует переходу от идентификации мишени к оптимизации ведущих соединений при разработке нейропсихиатрических препаратов.
- Биология открытий: обеспечивает изучение функций дорсолатеральной префронтальной коры в регуляции игрового поведения и самоконтроля посредством асимметричной метаболической модуляции.
- Скрининг: предоставляет стандартизированные, количественные результаты нейровизуализации (индекс асимметрии ФДГ-ПЭТ), подходящие для оценки взаимодействия с мишенью при различных условиях вмешательства.
- Аналитика: позволяет рассчитывать индекс асимметрии для статистического сравнения региональных изменений метаболизма головного мозга между группами и во времени.
- Трансляционные исследования: связывают нейромодуляцию префронтальной коры с поведенческими результатами, что способствует квалификации биомаркеров для нейропсихиатрических показаний.
- Корпоративное повторное использование: создает многократно используемую платформу нейромодуляции и нейровизуализации, применимую к другим моделям импульсивного контроля или компульсивного поведения.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: обеспечивает понимание механизмов дисрегуляции префронтальной коры при поведенческих зависимостях, снижая неопределенность при валидации мишеней.
- Операционная ценность: использует безопасную и недорогую tDCS и широко доступную FDG-PET для проведения воспроизводимых и масштабируемых исследований нейромодуляции.
- Стратегическая ценность: позволяет осуществлять приоритизацию мишеней на основе данных, связывая нейромодуляцию с количественно оцениваемыми изменениями в мозге и поведении.
- Влияние на портфель: поддерживает инвестиции в мишени префронтальной коры с учетом рисков, демонстрируя возможность воздействия на мишень и модуляции поведения.
Особенности реализации
- Требуются навыки работы с устройствами для нейромодуляции, опыт размещения электродов согласно системе 10-20 и знание протоколов ФДГ-ПЭТ визуализации.
- Зависит от наличия доступа к ПЭТ/КТ сканерам, возможностей производства радиофармпрепарата (FDG) и специализированного программного обеспечения для анализа изображений с целью расчета индекса асимметрии.
- Необходима междисциплинарная стандартизация между группами нейробиологических исследований, визуализации и поведенческой оценки для единообразного выполнения протокола.
- Требуется учет особенностей адаптации для различных целевых групп пациентов, параметров стимуляции и конечных точек нейровизуализации, помимо ФДГ-ПЭТ.
- Ограничено дизайном открытого исследования; для подтверждения эффективности и исключения эффекта плацебо необходимы плацебо-контролируемые исследования.
